Dans le domaine des machines industrielles, garantir l’intégrité des équipements rotatifs et des pompes est primordial.Les garnitures mécaniques jouent un rôle essentiel dans le maintien de cette intégrité en empêchant les fuites et en contenant les fluides.Au sein de ce domaine spécialisé, deux configurations principales existent : simple etgarnitures mécaniques doubles.Chaque type offre des avantages distincts et répond à des exigences opérationnelles spécifiques.Cet article approfondit les nuances entre ces deux solutions d'étanchéité, décrivant leurs fonctionnalités, applications et avantages respectifs.
Qu'est-ce queGarniture mécanique simple?
Une garniture mécanique unique se compose de deux composants principaux : le rotatif et lefaces de joint stationnaires.La face du joint rotatif est fixée à l'arbre rotatif tandis que la face fixe est fixée sur le boîtier de la pompe.Ces deux faces sont rapprochées par un mécanisme à ressort leur permettant de créer un joint étanche qui empêche le fluide de fuir le long de l'arbre.
Les principaux matériaux utilisés pour ces surfaces d'étanchéité varient, les sélections courantes étant le carbure de silicium, le carbure de tungstène, la céramique ou le carbone, souvent choisis en fonction des caractéristiques du fluide de traitement et des conditions opérationnelles telles que la température, la pression et la compatibilité chimique.De plus, un film lubrifiant du fluide pompé réside généralement entre les faces du joint pour minimiser l'usure, un aspect essentiel pour maintenir la longévité.
Les garnitures mécaniques simples sont généralement utilisées dans les applications où le risque de fuite ne pose pas de risques importants pour la sécurité ou de problèmes environnementaux.Leur conception plus simple permet une installation facile et des coûts initiaux inférieurs par rapport aux solutions d'étanchéité plus complexes.L'entretien de ces joints implique une inspection et un remplacement réguliers à des intervalles prédéterminés pour éviter les pannes résultant de l'usure normale.
Dans les environnements moins exigeants en mécanismes d'étanchéité, où les fluides agressifs ou dangereux ne sont pas présents, les garnitures mécaniques simples offrent une solution efficace.solution d'étanchéitécontribuant à prolonger les cycles de vie des équipements tout en gardant des pratiques de maintenance simples.
Description de fonctionnalité
Composants principaux Face d'étanchéité rotative (sur l'arbre), Face d'étanchéité stationnaire (sur le corps de pompe)
Matériaux Carbure de silicium, Carbure de tungstène, Céramique, Carbone
Mécanisme À ressort avec faces rapprochées
Joint Interface Film fluide entre les faces
Applications courantes Fluides/processus moins dangereux où le risque dû aux fuites est minime
Avantages Conception simple ;Facilité d'installation;Moindre coût
Exigences d'entretien Inspection régulière ;Remplacement à intervalles définis
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Qu'est-ce que la double garniture mécanique ?
Une garniture mécanique double est composée de deux joints disposés en série, elle est également appelée garniture mécanique à double cartouche.Cette conception offre un confinement amélioré du fluide à sceller.Les joints doubles sont généralement utilisés dans les applications où les fuites de produit pourraient être dangereuses pour l'environnement ou la sécurité du personnel, où le fluide de traitement est coûteux et doit être conservé, ou lorsque le liquide est difficile à manipuler et peut cristalliser ou se solidifier au contact des conditions atmosphériques. .
Ces garnitures mécaniques ont généralement un joint intérieur et un joint extérieur.Le joint intérieur maintient le produit dans le boîtier de la pompe tandis que le joint extérieur sert de barrière de secours pour une sécurité et une fiabilité accrues.Les joints doubles nécessitent souvent un fluide tampon entre eux, qui sert de lubrifiant ainsi que de liquide de refroidissement pour réduire la chaleur de friction, prolongeant ainsi la durée de vie des deux joints.
Le fluide tampon peut avoir deux configurations : sans pression (appelé fluide barrière) ou sous pression.Dans les systèmes sous pression, si le joint intérieur tombe en panne, il ne devrait pas y avoir de fuite immédiate puisque le joint extérieur maintiendra le confinement jusqu'à ce que la maintenance puisse avoir lieu.Une surveillance périodique de ce fluide de barrière permet de prédire les performances et la longévité des joints.
Description de fonctionnalité
Solution d’étanchéité à haut confinement
Conception Deux joints disposés en série
Utilisation Environnements dangereux ;conservation de fluides coûteux;manipuler des liquides difficiles
Avantages Sécurité améliorée ;risque réduit de fuite ;prolonge potentiellement la durée de vie
Besoin en fluide tampon Peut être sans pression (liquide barrière) ou sous pression
Sécurité Offre du temps pour les actions de maintenance avant qu'une fuite ne se produise après une panne
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Types de garnitures mécaniques doubles
les configurations de garnitures mécaniques doubles sont conçues pour relever des défis d’étanchéité plus exigeants que les garnitures mécaniques simples.Ces configurations comprennent des arrangements dos à dos, face à face et tandem, chacun avec sa configuration et son fonctionnement distincts.
1. Double joint mécanique dos à dos
Une garniture mécanique double dos à dos se compose de deux joints simples disposés dos à dos.Ce type de joint est conçu pour des applications spécifiques où un système de fluide barrière est utilisé entre les joints pour assurer la lubrification et éliminer toute chaleur générée par la friction.
Dans un agencement dos à dos, le joint intérieur fonctionne dans des conditions de pression similaires à celles du produit à sceller, tandis qu'une source externe alimente le joint extérieur avec un fluide barrière à une pression plus élevée.Cela garantit qu'il y a toujours une pression positive contre les deux faces du joint ;empêchant ainsi les fluides de traitement de s'échapper dans l'environnement.
L'utilisation d'une conception de joint dos à dos peut bénéficier aux systèmes où les pressions inverses sont un problème ou lorsque le maintien d'un film de lubrification constant est crucial pour éviter les conditions de fonctionnement à sec.Ils sont particulièrement adaptés aux applications haute pression, garantissant la fiabilité et la longévité du système d’étanchéité.Grâce à leur conception robuste, ils offrent également une sécurité supplémentaire contre les inversions inattendues de la pression du système qui pourraient autrement compromettre l'intégrité d'une garniture mécanique unique.
Un agencement de garniture mécanique double face à face, également connu sous le nom de joint tandem, est conçu avec deux faces d'étanchéité opposées positionnées de manière à ce que les joints intérieur et extérieur entrent en contact l'un avec l'autre par leurs faces plates respectives.Ce type de système de joint est particulièrement avantageux lors de la manipulation d'applications moyenne pression où le fluide entre les joints doit être contrôlé et pourrait être potentiellement dangereux en cas de fuite.
L’un des avantages les plus importants de l’utilisation d’une garniture mécanique double face à face est sa capacité à empêcher les fluides de procédé de s’échapper dans l’environnement.En créant une barrière avec un tampon ou un fluide barrière entre les deux joints plats sous une pression inférieure à celle du fluide de procédé, toute fuite a tendance à se déplacer vers cette zone et à s'éloigner de la libération externe.
La configuration permet de surveiller l'état du fluide de barrière, essentiel à des fins de maintenance et garantissant sa fiabilité dans le temps.Étant donné que les fuites potentielles se font soit vers l'extérieur (côté atmosphère), soit vers l'intérieur (côté procédé), en fonction des différences de pression, les opérateurs peuvent détecter les fuites plus facilement qu'avec d'autres configurations de joints.
Un autre avantage est lié à la durée de vie ;ces types de joints présentent souvent une durée de vie prolongée car les particules présentes dans le fluide de traitement ont moins d'impact néfaste sur les surfaces d'étanchéité en raison de leur positionnement relatif et parce qu'ils fonctionnent dans des conditions moins difficiles grâce à la présence du fluide tampon.
3. Joints mécaniques doubles en tandem
Les garnitures mécaniques tandem, ou doubles garnitures mécaniques face à dos, sont des configurations d'étanchéité dans lesquelles deux garnitures mécaniques sont disposées en série.Ce système offre un niveau supérieur de fiabilité et de confinement par rapport aux joints simples.Le joint primaire est situé le plus près du produit à sceller, fonctionnant comme la principale barrière contre les fuites.Le sceau secondaire est placé derrière le sceau primaire et agit comme une protection supplémentaire.
Chaque joint au sein de l'agencement tandem fonctionne indépendamment ;cela garantit qu'en cas de défaillance du joint primaire, le joint secondaire contient le fluide.Les joints tandem intègrent souvent un fluide tampon à une pression inférieure à celle du fluide de procédé situé entre les deux joints.Ce fluide tampon sert à la fois de lubrifiant et de liquide de refroidissement, réduisant ainsi la chaleur et l'usure des faces du joint.
Pour maintenir des performances optimales des garnitures mécaniques doubles tandem, il est essentiel de disposer de systèmes de support appropriés pour contrôler l'environnement qui les entoure.Une source externe régule la température et la pression du fluide tampon, tandis que les systèmes de surveillance suivent les performances des joints pour résoudre de manière préventive tout problème.
La configuration tandem améliore la sécurité opérationnelle en fournissant une redondance supplémentaire et atténue les risques associés aux fluides dangereux ou toxiques.En disposant d'une sauvegarde fiable en cas de défaillance de la garniture primaire, les garnitures mécaniques doubles fonctionnent efficacement dans les applications exigeantes, garantissant un déversement minimal et le respect des normes environnementales strictes.
La différence entre les garnitures mécaniques simples et doubles
La distinction entre les garnitures mécaniques simples et doubles est une considération cruciale dans le processus de sélection pour diverses applications industrielles.Les garnitures mécaniques simples sont constituées de deux surfaces planes glissant l'une contre l'autre, l'une fixée au boîtier de l'équipement et l'autre fixée à l'arbre rotatif, avec un film fluide assurant la lubrification.Ces types de joints sont généralement utilisés dans des applications où les fuites sont moins préoccupantes ou dans lesquelles la gestion de quantités modérées de fuites de fluide est gérable.
À l’inverse, les garnitures mécaniques doubles sont composées de deux paires de joints travaillant en tandem, offrant un niveau supplémentaire de protection contre les fuites.La conception comprend un ensemble de joints intérieur et extérieur : le joint intérieur retient le produit dans la pompe ou le mélangeur tandis que le joint extérieur empêche les contaminants externes de pénétrer et contient également tout fluide qui pourrait s'échapper du joint primaire.Les garnitures mécaniques doubles sont privilégiées dans les situations impliquant des fluides dangereux, toxiques, à haute pression ou stériles, car elles offrent une plus grande fiabilité et sécurité en réduisant le risque de contamination et d'exposition de l'environnement.
Un aspect essentiel à noter est que les garnitures mécaniques doubles nécessitent un système de support auxiliaire plus complexe, comprenant un système de fluide tampon ou de barrière.Cette configuration permet de maintenir des différences de pression dans différentes sections du joint et assure le refroidissement ou le chauffage si nécessaire en fonction des conditions du processus.
En conclusion
En conclusion, le choix entre une garniture mécanique simple ou double est une décision importante qui dépend de plusieurs facteurs, notamment la nature du fluide à sceller, les considérations environnementales et les exigences de maintenance.Les joints simples sont généralement plus économiques et plus simples à entretenir, tandis que les joints doubles offrent une protection renforcée du personnel et de l'environnement lors de la manipulation de fluides dangereux ou agressifs.
Heure de publication : 18 janvier 2024